Китообразные

Приведем примеры каждой группы адаптаций.

Морфологические адаптации:

1. Увеличенные относительные объем и масса легких. Например, масса легких дельфинов составляет 27% от веса тела, тогда как у наземных млекопитающих только около 12%. Количество легочных альвеол у дельфинов в три раза больше, чем у наземных животных (например, 437 млн. у морской свиньи и 150 млн. у человека). Обратите внимание, что версия «большие легкие» не является правильной, поскольку и сами китообразные тоже «большие».

2. Легкие имеют ряд морфологических особенностей, связанных с пребыванием под водой. Так, в легких китообразных есть не только эластические, но и мышечные элементы, а также хрящевая ткань (ею окружены, например, бронхи и бронхиолы дельфинов). Это предохраняет воздух от сжатия, не позволяя легким спадаться при нырянии на большую глубину, и препятствует развитию кессонной болезни. Эластичность легочной ткани выше, чем у наземных животных. Дыхательный воздух в составе жизненной емкости составляет до 80-90%.

3. Запас воздуха. Например, кашалот через дыхало, образованное левым носовым ходом, набирает воздух, а правый носовой ход имеет огромное мешковидное расширение, емкость которого сопоставима с емкостью легких. Запас воздуха из этого мешка кашалот использует при нырянии. Обратите внимание, версия «киты запасают воздух во рту\желудке\кишечнике» не является верной, поскольку полноценный газообмен возможен только в легких (но не в пищеварительной системе, как нередко писали в ответах), и пищеварительная и дыхательная системы китообразных разобщены настолько сильно, что запасание воздуха в пищеварительной системе невозможно даже теоретически.

Физиологические адаптации:

1. При нырянии для китообразных характерна функциональная брадикардия, то есть снижение частоты сердечных сокращений (в два и более раз). При погружении под воду у крупных китов частота сердечных сокращений снижается с 30 до 15 ударов в минуту. У косаток при нырянии работа сердца замедляется с 60 до 30 ударов в минуту.

2. Перераспределение кровотока: централизация кровообращения. Максимальное количество теплой и обогащенной кислородом крови получают мозг и сердечная мышца, а кровоток в других органах, даже в скелетной мускулатуре, резко снижается.

3. У ныряющих животных понижена чувствительность дыхательного центра головного мозга к углекислому газу и снижению pH крови. Поэтому они могут долго оставаться под водой, пока не израсходуется запас кислорода, не реагируя на накопление в крови СО2.

4. Невысокая мышечная активность при плавании позволяет использовать меньше кислорода, чем при наземном перемещении той же массы тела.

5. Для некоторых китообразных характерна повышенная кислородная емкость крови. Она создается за счет повышенного содержания гемоглобина в эритроцитах.

6. Интенсивная вентиляция легких за счет серии быстрых вдохов-выдохов до и после погружения позволяет насытить кровь кислородом и обновить состав воздуха внутри легких полностью.

Биохимические адаптации:

1. Способность гемоглобина связывать кислород, например, у дельфинов выше, чем у наземных млекопитающих.

2. У ныряющих млекопитающих в мышцах содержание миоглобина – белка, связывающего и депонирующего кислород, намного выше, чем у наземных представителей – в 7 и более раз. Это создает значительный запас кислорода в мышечной ткани. Таким образом, клетки могут активно работать в течение длительного времени без поступления кислорода извне.

Критерии оценки:

2 б. за каждую правильную версию, но не больше 15 б., если правильных версий больше 7.